Jon Magne Leinaas og kvantefysikken

Da Jon Magne Leinaas tidligere i år ble tildelt medlemsskap i det svenske vitenskapsakademiet, ble valget begrunnet med at "Leinaas tillhör den exklusiva grupp av forskare som gett ett grundläggande bidrag till kvantmekaniken."

Foto: Ola Sæther

Det var i 1977 at Leinaas og hans kollega Jan Myrheim viste at kvantefysikken åpner for en ny type partikler som ikke tidligere var forutsett eller observert.

Partiklene fikk senere navnet anyoner.

Det spesielle med disse partiklene var at de bare kunne eksistere i et rom med to dimensjoner.

—Vi tenkte på dette som en idé, en ren tankekonstruksjon, sier Leinaas.

Tankeeksperimentet som ble virkelighet

Men det pussige er at kvantefysikken også sier at under spesielle forhold kan rommet reduseres til to dimensjoner.

På begynnelsen av 1980-tallen ble det gjort en viktig oppdagelse: Da fant man at elektroner kan danne en to-dimensjonal væske med uvanlige egenskaper.

I denne elektronvæsken oppstår det en ny type partikler: anyonene som Leinaas og Myrheim hadde forutsagt.

—Etter arbeidet med anyonene har jeg forsket på flere forskjellige temaer, med kvantefysikk som fellesnevner, forteller Leinaas.

Kvantetråder i én dimensjon

En del av forskningen dreier seg om anyonene og beslektede fenomener.

Noe av det jeg jobber med nå handler om de spesielle effektene man kan finne når antall dimensjoner reduseres ikke bare til to, men til én, i systemer som omtales som kvantetråder.

—Kvantefysikken utfordrer vår forståelse av naturen på en grunnleggende måte. Det er nok en av grunnene til at jeg fascineres av denne delen av fysikken, sier Leinaas.

Det at den på mange måter er vanskelig tilgjengelig gjør også at den kan romme muligheter som vi ennå ikke har sett.

Hva slags anvendelser kan kvantefysikken ha?

—Store deler av moderne fysikk og teknologi er basert på forståelse og anvendelse av kvantefysiske effekter, minner Leinaas om.

Ny kommunikasjonsteknologi

I de senere år er det også dukket opp et grunnleggende nytt og svært aktivt forskningsområde kalt kvanteinformasjonsteori. Ideen er at kvantefysikken kan skape nye måter å drive kommunikasjon og databehandling på.

Et sentralt begrep i dette området er kvantemekanisk sammenfiltring. Leinaas arbeider blant annet sammen med Myrheim med å studere den matematiske beskrivelsen av slik sammenfiltring mellom deler av kvantemekaniske systemer.

 

Publisert 4. mai 2011 10:02 - Sist endret 4. mai 2011 10:05